[发明专利]一种活化型凝胶态锂离子电池聚合物电解质薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种活化型凝胶态锂离子电池聚合物电解质薄膜及其制备方法和应用。本发明以单体丙烯腈和乙酸乙烯酯制备P(AN－VAc)粉末或丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯制备P(AN－MMA)粉末；并以此制备P(AN－VAc)或P(AN－MMA)聚合物基体膜；将P(AN－VAc)或P(AN－MMA)聚合物基体膜浸于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)凝胶中活化后干燥得到活化型聚合物薄膜，将活化型聚合物薄膜浸泡在电解液中，即可得到活化型凝胶态锂离子电池聚合物电解质。采用本发明技术获得的活化型P(AN－VAc)/PMMA聚合物电解质薄膜相比未活化的P(AN－VAc)聚合物电解质膜，有更好的吸液性和室温电导率，更好的电化学稳定性及电解质和锂电极的界面稳定性；用活化后的电解质制备的锂二次电池性能明显好于未活化聚合物电解质制备的锂二次电池；本发明工艺简单，反应时间短，为工艺化生产提供了简便易行的条件。

主权项

1、一种活化型凝胶态锂离子电池聚合物电解质薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将聚合物单体提纯；所述聚合物单体为丙烯腈和乙酸乙烯酯混合而成，或为丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯混合而成；(2)在氮气气氛下，将质量百分比为0.1-0.5％的聚乙烯醇加入质量百分比为60-69％的去离子水中，400-500r/min转速下搅拌10-15min，分散均匀；加入质量百分比为30-39％的步骤(1)所得聚合物单体和质量百分比为0.1-0.5％的交联剂，搅拌均匀；60-70℃温度下加入质量百分比为0.1-0.5％的引发剂，反应6-8h，得到白色乳液；(3)将白色乳液过滤，水洗3次，依次用质量比为1∶1的乙醇∶去离子水和质量比为1∶1的丙酮∶去离子水洗去未反应的聚合物单体，在60℃下用氮气吹扫36小时得到聚合物基体材料；(4)将质量百分比为15-30％的聚合物基体材料溶解于质量百分比为70-85％的N-N二甲基甲酰胺或/和丙酮中，在60-80℃下强力搅拌得到粘稠的凝胶；用涂膜器将凝胶在玻璃板上涂膜后，迅速浸入水浴中，得到聚合物膜；1h后将聚合物膜从水浴中取出，自然干燥1h后，60℃真空干燥12h，得到聚合物基体薄膜；(5)将质量百分比为1-8％的聚甲基丙烯酸酯或聚羟乙基丙烯酸甲酯或聚氧化乙烯溶解于质量百分比为92-99％的N-N二甲基甲酰胺中，在60-70℃下强力搅拌得到活化凝胶；(6)将步骤(4)所得聚合物基体薄膜浸于步骤(5)所得活化凝胶中进行活化，5-15min后取出，于60-70℃鼓风干燥8h，得到活化型聚合物电解质薄膜。